傳統(tǒng)函數(shù)發(fā)生器的主要指標和新近研發(fā)的任意波形發(fā)生器的主要指標有一些不同,我們這里分別介紹一下。
一、普通函數(shù)發(fā)生器的主要指標:
帶寬(輸出頻率范圍)
儀器的帶寬是指模擬帶寬,與采樣速率等無關(guān),信號源的帶寬是指信號的輸出頻率的范圍,并且一般來講信號源輸出的正弦波和方波的頻率范圍不一致,例如,某函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生正弦波的頻率范圍是1mHz ~ 240MHz,而輸出方波的頻率范圍是1mHz ~120MHz。
頻率(定時)分辨率
頻率分辨率,即最小可調(diào)頻率分辨率,也就是創(chuàng)建波形時可以使用的最小時間增量。
頻率準確度
信號源顯示的頻率值與真值之間的偏差,通常用相對誤差表示,低檔信號源的頻率準確度只有1%,而采用內(nèi)部高穩(wěn)定晶體振蕩器的頻率準確度可以達到108~1010。例如,某信號源的頻率準確度為1ppm。
頻率穩(wěn)定度
頻率穩(wěn)定度是指外界環(huán)境不變的情況下,在規(guī)定時間內(nèi),信號發(fā)生器輸出頻率相對于設置讀數(shù)的偏差值的大小。頻率穩(wěn)定度一般分為長期頻率穩(wěn)定度(長穩(wěn))和短期頻率穩(wěn)定度(短穩(wěn))。其中,短期頻率穩(wěn)定度是指經(jīng)過預熱后,15分鐘內(nèi),信號頻率所發(fā)生的最大變化;長期頻率穩(wěn)定度是指信號源經(jīng)過預熱時間后,信號頻率在任意三小時內(nèi)所發(fā)生的最大變化。
輸出阻抗
信號源的輸出阻抗是指從輸出端看去,信號源的等效阻抗。例如,低頻信號發(fā)生器的輸出阻抗通常為600Ω,高頻信號發(fā)生器通常只有50Ω,電視信號發(fā)生器通常為75Ω。
輸出電平范圍
輸出幅度一般由電壓或者分貝表示,指輸出信號幅度的有效范圍。另外,信號發(fā)生器的輸出幅度讀數(shù)定義為輸出阻抗匹配的條件下,所以必須注意輸出阻抗匹配的問題。
二、任意波發(fā)生器的主要指標:
取樣(或采樣)速率
取樣速率通常用每秒兆樣點或者千兆樣點表示,表明了儀器可以運行的最大時鐘或取樣速率。取樣速率影響著主要輸出信號的頻率和保真度。奈奎斯特取樣定理規(guī)定,取樣頻率或時鐘速率必須至少是生成的信號中最高頻譜成分的兩倍,以保證精確的復現(xiàn)。
存儲深度(記錄長度)
存儲深度是指用來記錄波形的數(shù)據(jù)點數(shù),它決定著波形數(shù)據(jù)的最大樣點數(shù)量(相當于時間)。每個波形樣點占用一個存儲器位置,每個位置等于當前時鐘頻率下取樣間隔時間。任意波形發(fā)生器的帶寬是由任意波發(fā)生器的取樣速率和存儲深度決定的。
垂直(幅度)分辨率
信號源的垂直分辨率是指信號源中可以編程的最小電壓增量,也就是儀器數(shù)模轉(zhuǎn)換器的二進制字寬度,單位為位,它規(guī)定了波形的幅度精度。在混和信號源中,垂直分辨率與儀器DAC的二進制字長度有關(guān),位越多,分辨率就越高。
信號源的主要功能
一臺功能較強的信號源,還有信號調(diào)制、頻率掃描、TTL同步輸出、參考時鐘輸出、Burst及頻率計
信號調(diào)制功能:信號調(diào)制是指被調(diào)制信號中,幅度、相位或頻率變化把低頻信息嵌入到高頻的載波信號中,得到的信號可以傳送從語音、到數(shù)據(jù)、到視頻的任何信號。信號調(diào)制可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種,其中模擬調(diào)制,如幅度調(diào)制(AM)和頻率調(diào)制(FM)最常用于廣播通信中,而數(shù)字調(diào)制基于兩種狀態(tài),允許信號表示二進制數(shù)據(jù)。
頻率掃描功能:測量電子設備的頻率特點要求“掃描”正弦波,其會在一段時間內(nèi)改變頻率。一般分成線性(Lin)掃頻及對數(shù)(Log)掃頻;高級信號發(fā)生器支持掃頻功能,而且可以選擇開始頻率、保持頻率、停止頻率和相關(guān)時間,有些信號發(fā)生器還提供與掃頻同步的觸發(fā)信號。
TTL同步輸出功能: 一般信號源輸出的TTL同步信號是方波經(jīng)三極管電路轉(zhuǎn)成的,電平為0(Low)、3.6~5V(High)。主要用來同步其他信號源,或其他類型的儀器,以保證觸發(fā)同步。
參考時鐘輸出功能:TTL同步輸出只能保證觸發(fā)同步,要想使信號源完全同步就要讓時鐘同步,參考時鐘輸出就是為了讓兩臺信號源的時鐘同步而設計的,一般參考時鐘輸出頻率較穩(wěn)定的方波信號。
Burst功能: 類似One Shot功能,輸入一個TTL信號,則可讓信號源產(chǎn)生一個周期的信號輸出,設計方式是在沒有信號輸入時,輸出接地即可。
頻率計:除市場上簡易的刻度盤顯示之外,無論是LED數(shù)碼管或LCD液晶顯示頻率,其與頻率計電路是重疊的。
信號發(fā)生器是基礎的通用儀器之一,是電子工程師信號仿真實驗的最佳工具,在許多領(lǐng)域都有廣泛的應用。本文介紹了函數(shù)信號發(fā)生器的基礎知識,為您的選型和概念的了解提供方便。我們選購時除關(guān)心信號源的基本指標外,還需要關(guān)心他的高級功能,如波形編輯和下載功能,和計算機的通訊能力,幾臺信號發(fā)生器的同步能力等等。根據(jù)工程師自己的應用需要,選擇合適的信號發(fā)生器,為工程師的設計進行全面,真實的測試,對自己研發(fā)的產(chǎn)品更有信心。
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